高中生物高考微专题2　酶的相关拓展实验

这是一份高中生物高考微专题2　酶的相关拓展实验，共6页。试卷主要包含了探究酶的本质，验证酶的高效性，验证酶的专一性，探究酶的最适温度，探究酶的最适pH，酶活力的测定方法等内容，欢迎下载使用。
微专题2　酶的相关拓展实验1.探究酶的本质(1)试剂检测法探究酶的本质是否为蛋白质从酶的化学本质上来讲，绝大多数的酶是蛋白质，少数的酶是RNA。在高中教材中常见的一些酶，如淀粉酶、蛋白酶等，其本质都是蛋白质，所以，对酶本质的鉴定的考查常常是变相考查蛋白质的鉴定方法。因此，利用双缩脲试剂可与蛋白质产生紫色反应的原理设计实验方案即可。项目实验组对照组材料待测酶溶液(等量)已知蛋白液试剂分别加入等量的双缩脲试剂现象是否呈现紫色呈现紫色结论实验组呈现紫色说明该酶的化学本质为蛋白质，否则该酶的化学本质不是蛋白质(2)酶解法探究酶的本质是否为RNA酶必须保持正常的结构才能发挥催化作用，因此可以分别利用蛋白酶和RNA酶处理待鉴定酶，再观察其功能是否受影响来确定该酶的本质，设计方案如下：【典例1】　(2020·中原名校质量考评)研究人员从一种野生植物的贮藏根中提取出一种化学物质，有人认为这是一种能催化葡萄糖分解的酶，有人认为这是一种能催化蔗糖分解的酶。请回答下列问题：①写出鉴定此物质的化学本质是否是蛋白质的两种方法：第一种鉴定方法：_________________________________________________________。第二种鉴定方法：__________________________________________________________。②为了探究此物质是催化葡萄糖分解的酶还是催化蔗糖分解的酶，研究人员设计了如图所示的实验过程，请预测可能的实验结果。水浴加热后，如果__________________________________________________________，说明该物质是能催化蔗糖分解的酶；如果___________________________________________________________________________________________________________________，则说明该物质是能催化葡萄糖分解的酶。答案　①用双缩脲试剂　用蛋白酶处理　②两支试管均出现砖红色沉淀　两支试管均不出现砖红色沉淀解析　①酶的本质大多数是蛋白质，少数是RNA。若要鉴定此物质的化学本质是否是蛋白质，可以用双缩脲试剂来鉴定，看是否有紫色反应；也可以用蛋白酶来鉴定，看该物质是否被水解。②还原性糖可与斐林试剂发生作用生成砖红色沉淀，葡萄糖是还原糖，而蔗糖是非还原糖，但蔗糖的分解产物为还原糖。如果两支试管都出现砖红色沉淀，则说明该酶不能催化葡萄糖分解而能催化蔗糖分解，故该物质是能催化蔗糖分解的酶；如果两支试管都不出现砖红色沉淀，则说明蔗糖没有分解而葡萄糖被分解，故该物质是能催化葡萄糖分解的酶。2.验证酶的高效性项目实验组对照组材料等量的同一种底物试剂与底物相对应的酶溶液等量的无机催化剂现象反应速率很快，或反应用时短反应速率缓慢，或反应用时长结论酶具有高效性实例：3.验证酶的专一性方案一　酶相同，底物不同实验组1　反应物1＋酶溶液→反应物被分解实验组2　反应物2＋等量相同酶溶液→反应物不被分解实例：方案二　底物相同，酶不同实验组1　反应物＋酶溶液1→反应物被分解实验组2　相同反应物＋等量酶溶液2→反应物不被分解实例注　若是用淀粉酶和淀粉、蔗糖(两种底物)来探究酶的专一性时，则应用斐林试剂作为检测试剂，不能选用碘液作为检测试剂(碘液不能检测蔗糖是否被水解)。【典例2】　(2020·河南中原联盟联考)研究人员以HCl溶液和淀粉酶为实验材料，探究它们对蛋白质和淀粉的催化水解作用，实验结果如图所示(同种底物起始量相同，在反应相同时间后测得底物剩余量)。有关分析错误的是(　　)A.物质1、2分别为蛋白质和淀粉B.图甲、图乙实验所用催化剂分别是HCl溶液和淀粉酶C.该实验可证明酶具有专一性和高效性D.该实验可证明淀粉酶具有降低化学反应活化能的作用答案　D解析　图乙中，物质1没有水解，物质2水解，依据酶的专一性可知，图乙利用的催化剂是淀粉酶，则图中物质2是淀粉，物质1是蛋白质，A正确；HCl溶液水解有机物没有专一性，并由分析可知，图甲、图乙实验所用催化剂分别是HCl溶液和淀粉酶，B正确；该实验利用了“底物不同酶相同”(图乙)证明了酶具有专一性；由图甲与乙中物质2(淀粉)水解速率对比可知，酶具有高效性，C正确；该实验不能证明淀粉酶具有降低化学反应活化能的作用，D错误。4.探究酶的最适温度(1)设计思路在一定范围内，设计一系列温度梯度实验，其他条件相同且适宜，可得出最适温度的大致范围，再在此范围内减小梯度，进一步进行实验，直至得出最适温度。(2)设计方案5.探究酶的最适pH(1)设计思路在一定范围内，设计一系列pH梯度实验，其他条件相同且适宜，可得出最适pH的大致范围，再在此范围内缩小梯度，进一步进行实验，直至得出最适pH。(2)设计方案【典例3】　(2021·重庆高校联盟质检)下列是有关酶的实验设计思路，正确的是(　　)A.利用淀粉、蔗糖、淀粉酶和碘液验证酶的专一性B.在验证温度对淀粉酶活性的影响实验中，不能选用斐林试剂检测还原糖的生成C.利用胃蛋白酶、蛋清和pH分别为3、7、11的缓冲液验证pH对酶活性的影响D.在验证酶的高效性实验中，可选用FeCl3和过氧化氢酶分别催化等量H2O2分解，检测产生的气体总量答案　B解析　淀粉酶能催化淀粉水解为还原糖，而不能催化蔗糖水解，实验结果可用斐林试剂检测，而不能用碘液，因为碘液不能检测蔗糖是否水解，A错误；在验证温度对淀粉酶活性的影响时，选择淀粉作为实验材料，实验结果不能选用斐林试剂检测，因为用斐林试剂检测还原糖时需要水浴加热，会影响实验，B正确；胃蛋白酶的最适pH为1.5，要利用胃蛋白酶验证pH对酶活性的影响，设置的缓冲液pH应该在1.5左右，C错误；验证酶的高效性时，应检测单位时间内产生气泡的数量而不是产生的气体总量，D错误。【典例4】　(2020·河南郑州一模)为了研究温度对某种酶活性的影响，设置三个实验组：A组(20 ℃)、B组(40 ℃)和C组(60 ℃)，测定各组在不同反应时间内的产物浓度(其他条件相同)，结果如图。下列分析错误的是(　　)A.三个温度条件下，该酶活性最高的是B组B.在时间t1之前，如果A组温度提高10 ℃，那么A组酶催化反应的速率会加快C.如果在时间t2时，向C组反应体系中增加2倍量的底物，其他条件保持不变，那么在t3时，C组产物总量不变，原因是60 ℃条件下，t2时酶已失活D.如果在时间t2时，向B组反应体系中增加2倍量的该酶，其他条件保持不变，那么在t3时，B组产物总量将增加答案　D解析　分析图中曲线可知，40 ℃条件下(B组)反应达到平衡时所需的时间最短，故该条件下酶活性最高，A正确；A组反应温度为20 ℃，低于该酶的最适温度，故在时间t1之前，如果A组温度提高10 ℃，那么A组酶催化反应的速率会加快，B正确；C组的温度是60 ℃，据图可知，t2时产物浓度不再增加，说明此温度下的酶已经失活，即使向反应体系中加入底物，在t3时，产物总量也不会发生变化，C正确；酶在反应中起催化作用，不会影响生成产物的总量，故向B组反应体系中增加2倍量的该酶，B组的反应速率会加快，但产物总量不发生改变，D错误。6.酶活力的测定方法(1)概念：酶活力又称酶活性，指酶催化特定化学反应的能力。(2)检测步骤：加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量(3)测定方法：通常以单位时间内底物的消耗量或单位时间内产物的生成量来表示。例如：检测淀粉酶的活力①通过测定单位时间内麦芽糖的生成量来检测淀粉酶的活力。②通过测定单位时间内淀粉的消耗量来检测淀粉酶的活力。【典例5】　(2016·全国卷Ⅰ，3)若除酶外所有试剂已预保温，则在测定酶活力的试验中，下列操作顺序合理的是(　　)A.加入酶→加入底物→加入缓冲液→保温并计时→一段时间后检测产物的量B.加入底物→加入酶→计时→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量C.加入缓冲液→加入底物→加入酶→保温并计时→一段时间后检测产物的量D.加入底物→计时→加入酶→加入缓冲液→保温→一段时间后检测产物的量答案　C解析　依题意可知，该实验的pH为无关变量，为了排除pH的干扰，应在酶和底物混合之前加入缓冲液，为酶促反应提供稳定的pH环境，C正确。